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2012 Fiscal Year Annual Research Report

カロリー制限によるミトコンドリア機能制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22590814
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

新村 健  慶應義塾大学, 医学部, 講師 (70206332)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywordsカロリー制限 / 心保護 / sirtuin / 心筋虚血 / 再灌流傷害 / 遺伝子発現 / 補体
Research Abstract

これまでの研究結果から、カロリー制限(CR)による虚血心保護効果は、sirtuin familyによってもたらされている可能性が高い。しかし、CRによる心保護効果発現に必須な役割を担う特異的sirtuinは同定できていない。そこで我々はCR心における個々のsirtuinの役割を解明する目的で、心筋細胞特異的Sirt1欠損マウス(CM-Sirt1 KO)をまず作製し、CRによる虚血心保護効果発現における心筋細胞Sirt1の役割と、Sirt1下流の分子メカニズム解明に取り組んだ。
αMHCプロモーターを用いてCM-Sirt1 KOを作製した。CM-sirt1 KOと対照となる野生型マウス(Wt)を2群に分け、食事自由摂取(AL)または -40%CRで 3カ月間飼育した。各群のマウスから摘出した心臓をランゲンドルフ手技で灌流し、虚血再灌流傷害の程度を比較した。心臓における遺伝子発現をDNAマイクロアレイで解析し、特定の遺伝子は RT-PCRとWestern immunoblot、免疫染色でその発現変化を確認した。
Wtでは CRにより虚血再灌流傷害は有意に軽減した。一方、CM-Sirt1 KOではCRによる心保護効果は観察されなかった。心臓における補体C3の発現は、CRによりSirt1依存的に低下していた。虚血再灌流心におけるC3dの蓄積の程度は、心筋梗塞の大きさと相関した。Wtでは 虚血再灌流後のC3dの心筋への蓄積がCRで軽減したが、CM-Sirt1 KOではCRによるC3d蓄積軽減効果は見られなかった。
本研究により心筋細胞における Sirt1が CRによる虚血心保護効果発現には必須であることが明らかにされた。CRによるSirt1依存的な心保護効果発現の機序の一つとして、本研究結果からSirt1による心臓補体系制御機構の存在が示唆された。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2013 2012

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Posttranslational modification of mitochondrial proteins by caloric restriction: Possible involvement of caloric restriction-induced cardioprotection2013

    • Author(s)
      Shinmura Ken
    • Journal Title

      Trends Cardiovasc Med

      Volume: 23 Pages: 18-25

    • DOI

      10.1016

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of caloric restriction on cardiac oxidaitve stress and mitochondrial bioenergetics: Potential role of cardiac sirtuin2013

    • Author(s)
      Shinmura Ken
    • Journal Title

      Oxid Med Cell Longev

      Volume: 2013 Pages: 528935

    • DOI

      10.1155

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] カロリー制限による加齢関連循環器疾患治療戦略2013

    • Author(s)
      新村 健
    • Organizer
      第77回日本循環器学会学術集会
    • Place of Presentation
      横浜(パシフィコ横浜)
    • Year and Date
      20130315-20130317
    • Invited
  • [Presentation] Cardiac Sirt1 is essential for caloric restriction-induced cardioprotection against ischemia/reperfusion2012

    • Author(s)
      Shinmura Ken
    • Organizer
      Keystone Symposia: Aging and Diseases of Aging
    • Place of Presentation
      東京(シェラトンミヤコホテル)
    • Year and Date
      20121022-20121027
  • [Presentation] Caloric restriction primes mitochondria for ischemic stress by deacetylating specific mitochondrial proteins of the electron transport chain2012

    • Author(s)
      Shinmura Ken
    • Organizer
      The Spring Annual Meeting of Korean Society of Cardiology
    • Place of Presentation
      釜山(BEXCO) 韓国
    • Year and Date
      20120420-20120421
    • Invited
  • [Book] Aging and heart failure: Mechanisms and management2013

    • Author(s)
      Bodh I. Jugdutt
    • Total Pages
      約200
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2014-07-24  

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